本发明专利技术公开了一种量测斥水性土壤接触角试验装置，包括位于底座上的温控等水位循环水槽，用于为土壤样品提供温度恒定的润湿液；支撑架，其下端连接于温控等水位循环水槽，上端连接于固定支架；固定支架，为具有间隔的双层板，下层板上设有供土柱穿过的孔，上层板连接有称重装置，称重装置的下端挂载土柱；土柱，用于装纳土壤样品。本发明专利技术公开的试验装置能够简单快捷的直接获得斥水性土壤接触角，清晰直观的呈现土壤斥水性的等级。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种试验装置，尤其设及用于量测斥水性±壤接触角的试验装置。
技术介绍
±壤的斥水性是指水分不能或者很难湿润±壤颗粒表面的物理现象，由于水分不 会自动渗入±壤，W水滴状停留在上表。具有斥水性的上壤称为斥水上，反之为亲水上。上 壤并非完全可润湿或不可润湿，但都存在一定程度的斥水性。±壤斥水性会导致其渗透率 和导水率小于亲水上壤，灌概或降雨时水分易在斥水上表面形成积水，水分优先入渗进亲 水±壤会加速±壤的侵蚀，严重时会导致水分更快速的流向下水道、河流、海洋等而造成水 ±流失，同时伴随±壤养分和农药的流失。上述情况的出现会降低种子的发芽率、农田产 量，增加地下水的污染程度，浪费水资源，给环境带来极大的负面影响。 解决上述问题的前提是了解和确定±壤斥水性的级别。为了准确评价±壤的斥水 性，本领域提出了接触角的概念。一定体积液体滴到斥水±表面会形成一个平衡液滴，其形 状由固、液、气=相交界处任意两相间之夹角所决定，规定在=相交界处自固-液界面经液 滴内部至气液界面之夹角为平衡接触角，接触角越小湿润性越好，W0表示0 =0°时上 壤为湿润性上；0°< 0<90°时存在一定的斥水性，此时±壤为亚临界性斥水性；0>90° 时不润湿，0越大润湿性能越差，此时±壤表现为斥水性。 由于±壤的颗粒很小、表面不光滑，直接检测和确定接触角存在一定的困难，因此 目前本领域采用滴水穿透时间法（water化oppenetrationtime,WDPT)、酒精溶液入渗法 (MolarityofEthanolDroplet,MED)、固着液滴法（SessileDropMethod)等间接测试接 触角，确定获取上壤斥水性的等级。该些方法或操作繁琐或物理意义不明确，并且直观性 差，为研究±壤斥水性和防治其危害带来了困难。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术公开了一种量测斥水性±壤接触角试验装置，可W 直接用于计算接触角的大小，清晰直观的呈现±壤斥水性的等级，为研究斥水性±壤和防 治其危害提供有效的技术指导。 具体的说，本专利技术是通过如下技术方案实现的： -种量测斥水性±壤接触角试验装置，包括位于底座上的温控等水位循环水槽， 用于为±壤样品提供温度恒定的润湿液；支撑架，其下端连接于底座，上端连接于固定支 架；固定支架，为具有间隔的双层板，下层板上设有供上柱穿过的孔，上层板连接有称重装 置，称重装置的下端挂载±柱；±柱，用于装纳±壤样品。 通过上述装置，调整固定支架的位置使得±柱恰好进入温控等水位循环水槽，记 录毛细水上升过程中±柱的质量变化和对应的时间，根据湿润过程中填充±壤内液体质量 对时间的变化即可求取液体对±柱内的斥水性±壤样品的接触角。 为了广泛适应于各种±壤，大尺度上灵活调节固定支架的位置，所述支撑架为伸 缩支撑架，支撑架的一端为螺纹结构，另一端为螺钉结构。 通过螺纹结构，将支撑架固定安装在底座上，并通过螺钉结构支撑固定支架于温 控等水位循环水槽的正上方；通过伸缩调节固定支架在水槽上方的高度。 为了保证支撑架必要的使用寿命，通常支撑架由硬质金属或金属合金制成，优选 采用不诱钢材料制成。 为了尽可能同时进行多组测试，减少固定支架表面的面积浪费，所述固定支架为 圆形，均匀分布有多个孔，与支撑架通过螺栓连接。 为了提高试验的准确性，节约测试时间，同样性质（颗分、容重等）的±柱在甲醇 与蒸馈水的混合溶液（或单独采用蒸馈水）和另一种对±壤湿润接触角为零的液体中测试 两次，所述温控等水位循环水槽为圆柱型水槽，由底座上的阻隔板分成两个工作区域，两个 工作区域分别容纳甲醇与蒸馈水的混合溶液（或蒸馈水）和另一对±壤湿润接触角为零的 液体。在此情况下，每个工作区域对应半圆形的固定支架。 在本专利技术的试验装置中，为了防止±柱中的±壤样品滑落，其下端由由玻璃棉封 闭。 为了防止玻璃棉对试验结果的影响，上述所用的玻璃棉预先用湿润液体侵泡并煮 过。 尽管可W通过量尺等测量毛细水在上柱中上壤样品的上升高度，为了便于读数， 优选±柱为表面刻有刻度的管。 在本专利技术中，为了防止温度变化影响表面张力和接触角，通过温控等水位循环水 槽为试验装置提供温度恒定的水，本领域已知的任何可提供恒温水的结构均可用于本发 明，包括但不限于如下： 1、温控等水位循环水槽包括由溢流板分成的供水腔和溢流腔，供水腔通过输水管 道连接至供水箱，输水管道浸入到充满水的加热箱中；溢流腔底部设置排水孔，排水孔通过 出水管道连接至供水箱；加热箱和供水箱之间的管道上设置有蠕动累驱动水循环。 2、温控等水位循环水槽包括由溢流板分成的供水腔和溢流腔，供水腔通过输水管 道连接至供水箱；溢流腔底部设置排水孔，排水孔通过出水管道连接至供水箱；供水腔底 部填充加热板，加热板连接温控设备；在输水管道上设置有蠕动累驱动水循环。 上述所公开的两种结构，均可通过蠕动累驱动水的流动，并通过所采用的加热设 备保证供水腔中的水温恒定。 为了更好的控制和了解水温，供水腔中还设有温度传感器，所述温度传感器连接 至计算机数据采集系统。 本专利技术所公开的试验装置基于Washburn导出的动力学方程重量法原理实现对接 触角的计算，其计算公式为接触角【主权项】1. 一种量测斥水性土壤接触角试验装置，其特征在于包括位于底座上的温控等水位循 环水槽，用于为土壤样品提供温度恒定的润湿液；支撑架，其下端连接于底座中，上端连接 于固定支架；固定支架，为具有间隔的双层板，下层板上设有供土柱穿过的孔，上层板连接 有称重装置，称重装置的下端挂载土柱；土柱，用于装纳土壤样品。2. 根据权利要求1的试验装置，其特征在于所述支撑架为伸缩支撑架，支撑架的一端 为螺纹结构，另一端为螺钉结构。3. 根据权利要求1的试验装置，其特征在于所述固定支架为半圆形，均匀分布有多个 孔，与支撑架通过螺栓连接。4. 根据权利要求1的试验装置，其特征在于所述温控等水位循环水槽为圆柱型水槽， 由底座上的阻隔板分成两个工作区域，每个工作区域对应半圆形的固定支架。5. 根据权利要求1的试验装置，其特征在于所述土柱下端由玻璃棉封闭。6. 根据权利要求1的试验装置，其特征在于所述土柱为表面刻有刻度的管。7. 根据权利要求1的试验装置，其特征在于所述温控等水位循环水槽包括由溢流板分 成的供水腔和溢流腔，供水腔通过输水管道连接至供水箱，输水管道浸入到充满水的加热 箱中；溢流腔底部设置排水孔，排水孔通过出水管道连接至供水箱；加热箱、供水箱和供水 腔之间的管道上设置有蠕动泵驱动水循环。8. 根据权利要求1的试验装置，其特征在于所述温控等水位循环水槽包括由溢流板分 成的供水腔和溢流腔，供水腔通过输水管道连接至供水箱；溢流腔底部设置排水孔，排水孔 通过出水管道连接至供水箱；供水腔底部填充加热板，加热板连接温控设备；在输水管道 上设置有蠕动泵驱动水循环。9. 根据权利要求7或8的试验装置，其特征在于供水腔中还设有温度传感器，所述温度 传感器连接至计算机数据采集系统。【专利摘要】本专利技术公开了一种量测斥水性土壤接触角试验装置，包括位于底座上的温控等水位循环水槽，用于为土壤样品提供温度恒定的润湿液；支撑架，其下端连接于温控等水位循环水槽，上端连接于固定支架；固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种量测斥水性土壤接触角试验装置，其特征在于包括位于底座上的温控等水位循环水槽，用于为土壤样品提供温度恒定的润湿液；支撑架，其下端连接于底座中，上端连接于固定支架；固定支架，为具有间隔的双层板，下层板上设有供土柱穿过的孔，上层板连接有称重装置，称重装置的下端挂载土柱；土柱，用于装纳土壤样品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许模，凌睿雯，肖先煊，康小兵，王在敏，张强，漆继红，杨艳娜，夏强，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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